DE691025C - Anordnung zur zerstoerungsfreien laufenden Messung der Permeabilitaet von stetig induktiv belasteten Leitern - Google Patents

Description

• Anordnung zur zerstörungsfreien laufenden Messung der Permeabilität von stetig induktiv belasteten Leitern Bei der Herstellung von stetig induktiv belasteten Leitern, z. B. Krarupadern, ist es in vielen Fällen äußerst wichtig, die Stärke der induktiven Belastung bzw. die Permeabilität der Umspinnung laufend während Ider Herstellung messen zu können, ohne daß erst die ganze Fertigungslänge den Herstellungsprozeß zu durchlaufen braucht und ohne daß die Ader zerschnitten werden muß. Ebenso interessiert es, an einem solchen Leiter die Verteilung der Permeabilität längs der Ader zu verfolgen. Die Kontrolle während der Her stellung interessiert z. B. dann, wenn die fertig mit den magnetischen Bändern bewickelte Ader einem Glü,hprozeß im Durchlaufbetrieb unterworfen wird. Bei einem solchen Glühprozeß kommt es zur Erzielung der günstigsten magnetischen Werte meist auf ziemlich genaue Einhaltung einer bestimmten Permeabilität an, die dabei durch entsprechende Einstellung der Glühtemperatur erzielt wird.
• Bei einer laufenden Messung der Permeabilität kann nun sofort, nachdem - ein verhält nismrißig kurzes Stück der Ader den Ofen durchlaufen hat, gemessen. werden, ob die richtige Permeabilität erzielt wurde, und wenn dies nicht der Eall ist, kann eine entsprechende Nachstellung der Ofentemperatur vorgenommen werden, entweder von Hand oder direkt durch ein automatisches' Steuergerät, das auf die Abweichung der Permeabilität von der Sollpermabilität anspricht. Wird die Permeabilität weiter verfolgt, während die Ader den Ofen durchläuft, so kann stets bei auftretenden unzulässig großen Abweichungen der Permeabilität eine Korrektur der Ofentemperatur erfolgen. Eine Kenntnis der Verteilung der Permeabilität längs der Ader ist außerdem wichtig, da bei zu großen Schwan kungen störende Reflexionserscheinungen Kabel auftreten.
• Es sind bereits Methoden bekannt, die ,die zerstörungsfre;*e Bestimmung der Permeabilität längs der Ader bezwecken. Man kann z. B. die Ader axial durch eine Spule laufien lassen, deren Induktivität gemessen wird. Diese Induktivität ist ein Maß für die Permeabilität der Umspinnung, jedoch wird dabei der Betrag der Permeabilität in Richtung der Ader gemessen. Für die induktive Belastung des Leiters ist jedoch die Permeabilität der Umspinnung in der Richtung quer zur Ader maßgebend. Diese beiden Permeabilitäten stehen nicht in einfacher Beziehung zueinander, so daß aus der Messung d"er Längspermeabilität kein sicherer Schluß auf den Wert der Querpermeabilität gezogen werden kann.
• Bei einem anderen bekannten Meßverfahren läuft die Ader ebenfalls durch eine Spule, aber dabei wird durch ,di,e Ader ein Wechselstrom geschickt und die in der Spule induzierte Spannung gemessen. Diese Spannung wird bestimmt durch die axial gerichtete Komponente des magnetischen Streuflusses, die jedoch auch mit der Querpermeabilität keinen einfachen Zusammenhang hat.
• Zur Verrneidung der genannten Nachteile ist nun bereits der Vorschlag gemacht worden, die Permeabilität der Umspinnung in der Richtung zu messen, in der sie wirklich für die Belastung benutzt wird, nämlich quer zum Leiter. Die Erfindung besteht in einerzweckmäßigen Anordnung zur Durchführung dieses Meßverfahrens. Erfindungsgemäß dient die Rückwirkung des Leiters auf ein quer zum Leiter stehendes MagnetfFeld zur Messung.
• Bringt man nämlich den besponnenlen Lei ter in ein quer zur Achse gerichtetes Magnetfeld, so entsteht in. der Umspinnung eine Magnetisierung, die, da die Dicke der Umspinnung gering ist im, Verhältnis zum gesamten Aderdurchmesser, praktisch vollkommen tan gential, also quer zur Ader, verläuft. Die Rückwirkung dieser Magnetisierung auf das äußere Magnetfeld wird dann zur Messung der gesuchten Permeabilität benutzt.
• Die praktische Ausführung der Messung kann z. B. folgendermaßen vorgenommen werden: Ein lamellierter Blechkern K (Fig. 1) trägt auf der einen Seite einen breiten Schlitz, durch den der zu unt,ersuchende Leiter A-läuft, auf der anderen Seite zeine Wicklung W.
• Dann legt man über einen hohen Widerstand R (s. Fig. 2) eine Wechselspannung, zweckmäßigerweise Nieder- oder Tonfrequenz, an die Wicklung W und mißt den Spannungsabfall an der Wicklung W mit einem Röhrenvoltmeter RV. Der bohne Ader vorhandene Ausschlag wird in bekannter Weise auf Null kompensiert. Beim Einbringen des Leiters in den Luftspalt steigt die Spannung an der Wicklung W, und das Röhrenvoltmeter zeigt einen Ausschlag, der bei vorgegebenen Abmessungen des Leiters und festem Meßstrom direkt im Permeabilitätsmaß geeicht werden kann. Dabei muß die Zeitkonstante der Wicklung W so hoch sein, daß der Verlustwiderstand nicht in die Messung eingeht.
• Die Ausführung kann natürlich verschmedene Ab änderungen erfahren. Man kann z. B. an Stelle eines B1echkernes einen Massekern oder bei tiefen Frequenzen einen Vollkern verwenden; der Kern kann viereckigen oder kreisförmigen Querschnitt haben. Die Begrenzung des Luftspaltes kann z. B. in der Form von .spitzen- oder kreisförmig ausgerundeten Polschuhen ausgeführt werden.
• Besonders zweckmäßig ist es, dile Form so zu wählen, daß die Anzeige von kleinen Lageschwankungen der Ader unabhängig wird.
• Zur Vermeidung des Luftspaltes zwischen Leiterumspinnung und Pol schuh kann eine bewegliche Anordnung gewählt werden, bei der entweder die Polschuhe im Kern beweglich sind oder der ganze Kern mittels eines eingebauten Gelenkes beweglich ausgeführt wird.
• Die Polschuhe werden mit leichtem Druck federnd an die Ader gedrückt. Um bei Unregelmäßigkeiten im Aderaufbau, z. B. bei ttblerlappung der Umspinnung, ein Abheben der ganzen Polschuhe zu verhindern, kanr der Kern auch in der Längsrichtung beweglich unterteilt werden.
• Die Führung der Ader kann z. B. durch besondere Rollen oder auch bei anliegenden Polen durch die Pole selbst erfolgen. Im zweiten Fall können die Pole z. B. Ansatzstücke aus unmagnetischem Material mit möglichst geringer elektrischer Leitfähigkeit tragen.
• Statt die Spannung an der Wicklung zu m'essen, kann auch z. B. auf den Polen oder im Luftspalt eine zweite Wicklung angeordnet werden; dann wird durch die erste Wicklung der Strom geschickt und die Spannung in der zweiten Wicklung gemessen.
• Statt mit großem Widerstand R nach Fig. 2 kann man natürlich auch mit kleinem Widerstand R arbeiten, wobei dann die Spannung nicht an der Wicklung W, sondern zweckmäßiger am Widerstand R abgegriffen wird.
• Statt dieses Widerstandes R kann dann auch ein Transformator verwendet werden. Ferner kann an Stelle der direkten Anschaltung des Meßgerätes an den Widerstand R, den an seiner Statt benutzten Transformator oder an die Wicklung auch die indirekte Anschaltung unter Einfügung einer Brücke gewählt werden, deren Verstimmung beim Einbringen des; Leiters in den Luftspalt als Maß für die Permeabilität dient.

Claims (11)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Anordnung zur zerstörungsfreien laufenden Messung der Permeabilität oder der Stärke der induktiven Belastung von stetig induktiv belasteten Leitern durch Messen der Permeabilität quer zum Leiter, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwirkung des Leiters auf ein quer zum Leiter stehendes Magnetfeld zur Messung dient.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekeun-zeichnet, daß als Magnetfeld lein aus ferromagnetischen Stoffen, z. B. aus einem Vlechkern, einem Massekern oder auch aus Vollmaterial aufgebauter Kreis mit Luftspalt dient und die Änderung des magnetischen Widersandes in dem Kreis: bei Durchführung des Leiters durch den Luftspalt zur Messung der Permeabilität dient.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kern leine Wicklung aufgebracht ist, deren Induktivitätsänderung beim Einbringen des Leiters in den Luftspalt zur Messung der Permeabilität dient.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis zwei Wicklung enthält, von denen die eine zur Erzeugung des Meßfeldes dient, während die Änderung Ider in der anderen Wicklung induzierten Spannung zur Messung der Permeabilität dient.
5. 5. Anordnung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den Luftspalt begrenzenden Polschuhe so geformt sind, daß die Permeabilitätsanzeige- von kleinen Lageschwankungen des Leiters im Luftspalt unabhängig ist.
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe des magnetischen Kreises federnd gegen den Leiter drücken.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, tdadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe in der Richtung längs des Leiters so unterteilt sind, daß bei Unregelmäßigkeiten an Aufbau des Leiters, z. B. bei Dberlappung der Umspinnung, nicht die ganzen Polschuhe abgehoben werden, sondern nur lein Teil.
8. 8. Anordnung nach den Ansprüchen 5 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Pole so geformt sind bzw. solche Ansatzstücke aus unmagnetischen, elektrisch schlecht oder nichtleitendem Werkstoff tragen, daß durch sie die Führung Idies Leiters in dem Meßgerät übernommen wird.
9. 9. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der das Meßfeld erzeugenden Spule der Wechselstrom über einen Ohmschen ,oder komplexen Widerstand oder Transformator zugeführt ist, wobei entweder die beim Einbringen des Leiters in den Luftspalt des magnetischen Kreises auftretende Spannungsänderung an der Meßspule oder die Spannungsänderung an dem Widerstand bzw. Transformator oder die Spannungsänderung ,an der zweiten Wicklung des magnetischen Kreises zur Messung der Permeabilität, z. B. mittels eines Röhrenvoltmeters,' dient.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß -die ohne Leiter vorhandene Anzeige des Meßinstrumentes (z. B. R6hrenvoltmeter) nach an sich bekannten Methoden kompensiert ist.
11. 11. Anordnung nach den Ansprüchen bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät in eine Meßbrücke geschaltet ist, deren Verstimmung beim Einbringen des Leiters in den Luftspalt zur Messung der Permeabilität dient.